o型密封圈失效图片(o型密封圈作用)

O型圈设计和使用不当会加速其损坏并失去密封性能。实验表明，如果密封装置的各部分设计得当，单纯增加压力不会对O型圈造成损坏。在高压、高温工作条件下，O型圈损坏的主要原因是O型圈材料的永久变形和O型圈被挤入密封间隙造成的间隙咬合。主O 形圈在移动过程中变形。

1.永久变形

由于O型圈密封圈采用的合成橡胶材料是粘弹性材料，初始设定的压缩量和回弹阻挡能力在长期使用后会产生永久变形并逐渐损耗，最终出现泄漏。永久变形和失去弹性是O型圈失去密封性能的主要原因。以下是造成永久变形的主要原因。

1).压缩比、拉伸量与永久变形的关系

用于制造O型圈的各种配方的橡胶在压缩状态下都会产生压缩应力松弛。此时，压应力随着时间的推移而减小。使用时间越长，压缩比和拉力越大，橡胶应力松弛引起的应力降就越大，导致O型圈弹性不足，失去密封能力。因此，建议在允许的使用条件下尽量降低压缩比。增加O型圈的横截面尺寸是降低压缩率的最简单方法，但这会增加结构尺寸。

需要注意的是，人们在计算压缩比时，往往忽略了O型圈在装配时的拉伸所造成的截面高度的减小。 O型圈横截面积的变化与其周长的变化成反比。同时，由于拉力的作用，O型圈的截面形状也会发生变化，体现在其高度的减小上。另外，在表面张力的作用下，O型圈的外表面变得更加平坦，即横截面高度略有减小。这也是O型圈密封件压缩应力松弛的表现。

O型圈的横截面变形程度还取决于O型圈材料的硬度。当拉伸量相同时，硬度高的O型圈的截面高度也降低得更多。由此看来，根据使用条件，应尽量采用硬度低的材料。在液体压力和拉力的作用下，橡胶材料的O型圈会逐渐发生塑性变形，其截面高度也相应减小，最终失去密封能力。

2).温度与O型圈松弛过程的关系

工作温度是影响O型圈永久变形的另一个重要因素。高温会加速橡胶材料的老化。工作温度越高，O型圈的压缩永久变形越大。当永久变形大于40%时，O型圈就失去密封能力而发生泄漏。 O型圈的橡胶材料中因压缩变形而形成的初始应力值会随着O型圈的松弛和温度的下降而逐渐减小并消失。

由于温度急剧下降，在零下温度下运行的O 形圈的初始压缩可能会减少或完全消除。在-50~-60时，不耐低温的橡胶材料将完全失去初始应力；即使是耐低温的橡胶材料，此时的初始应力也不会大于20时初始应力的25%。这是因为O 型圈的初始压缩取决于线性膨胀系数。因此，在选择初始压缩量时，必须保证由于松弛过程和温度下降而导致应力下降后，仍有足够的密封能力。对于在零下温度下工作的O型圈，应特别注意橡胶材料的恢复指数和变形指数。

综上所述，设计时应尽量保证O型圈有合适的工作温度，或者采用耐高低温的O型圈材料，以延长其使用寿命。

3).介质工作压力和永久变形

工作介质的压力是引起O型圈永久变形的主要因素。现代液压设备承受着不断增加的工作压力。长时间的高压会导致O型圈永久变形。因此，设计时应根据工作压力选择合适的耐压橡胶材料。工作压力越高，所用材料的硬度和耐高压性能越高。

为了提高O型圈材料的耐压性能，增加材料的弹性（特别是增加材料在低温下的弹性），减少材料的压缩永久变形，一般需要对材料进行改进配方并添加增塑剂。但如果含有增塑剂的O型圈长期浸泡在工作介质中，增塑剂会逐渐被工作介质吸收，导致O型圈体积收缩，甚至可能造成O型圈负压缩。 -圈（即O型圈与密封件表面之间出现间隙）。因此，在计算O型圈密封件的压缩量和设计模具时应充分考虑这些收缩量。压制后的O形圈在工作介质中浸泡510昼夜后应能保持必要的尺寸。

O型圈材料的压缩永久变形率与温度有关。当变形率达到40%以上时，就会发生泄漏，因此几种橡胶材料的耐热极限为：丁腈橡胶70，三元乙丙橡胶100，氟橡胶140。因此，各国对O型圈的永久变形都有规定。国标橡胶材料制成的O型圈在不同温度下的尺寸变化见表。对于相同材料制成的O型圈，在相同温度下，横截面直径较大的O型圈压缩永久变形率较低。

石油的情况则不同。由于此时O形圈不与氧气接触，因此上述不良反应大大减少。另外，通常会引起橡胶材料一定的膨胀，因此温度引起的压缩永久变形率会被抵消。因此，在油中的耐热性大大提高。以丁腈橡胶为例，其使用温度可达120以上。

2.间隙咬伤

被密封零件的几何精度差（包括圆度、椭圆度、圆柱度、同轴度等）、零件之间不同心、高压下内径膨胀，都会造成密封间隙扩大和间隙挤压。现象的加剧。 O型圈的硬度对间隙挤压现象也有显着影响。液体或气体的压力越高，O型圈材料的硬度越小，O型圈的间隙挤压就越严重。

防止间隙咬合的措施是严格控制O型圈的硬度和密封间隙。使用硬度合适的密封材料来控制间隙。常用O型圈的硬度范围为HS60~90。硬度低的用于低压，硬度高的用于高压。使用合适的密封圈来保护挡圈是防止O型圈被挤入间隙的有效方法。

3、畸变现象

扭转是指O型圈沿圆周方向扭转的现象。扭转现象一般发生在动密封状态。

如果O型圈装配正确，在适当的条件下使用，一般在往复运动过程中不会出现滚动或扭曲的情况，因为O型圈与沟槽的接触面积大于滑动面上的摩擦接触面积，而O 形环自身的阻力原本可以防止扭曲。摩擦力的分布也倾向于使O 形圈在其凹槽中保持静止，因为静摩擦大于滑动摩擦，并且凹槽表面的粗糙度通常不像滑动表面那么粗糙。

扭曲损坏的原因有很多，其中最主要的是由于活塞、活塞杆与缸体之间的间隙不均匀、偏心过大、O型圈截面直径不均匀等造成O型圈变形。一周内经历过度摩擦。受力不均匀，O型圈部分部位摩擦过度而变形。通常，横截面较小的O型圈容易产生不均匀的摩擦和变形（这就是为什么移动O型圈的横截面直径大于固定O型圈的原因）。

另外，由于密封槽的同轴度偏差、密封高度不等以及O型圈的横截面直径不均匀，可能会导致O型圈的某些部分被过度压缩，而另一些部分则可能太小或未被压缩。当沟槽偏心，即同轴偏差大于O型圈的压缩量时，密封将彻底失效。密封槽同轴度偏差大的另一个缺点是O型圈密封件沿圆周压缩不均匀。

另外，由于O型圈横截面直径不均匀、材料硬度、润滑油膜厚度等因素以及密封轴表面粗糙度等因素的影响，部分O型圈环沿工作面滑动，而另一部分则滚动，导致O形圈变形。运动O型圈很容易因扭转而损坏，这是密封装置损坏和泄漏的重要原因。因此，提高密封槽的加工精度、减小偏心量是保证O型圈可靠密封和使用寿命的重要因素。

密封件不应以扭曲状态安装。如果安装时发生扭曲，很快就会发生扭曲损坏。工作时，扭转现象会切断O型圈，造成大量漏油，并且切断的O型圈会与液压系统的其他部件混合，造成重大事故。

为了防止O型圈扭曲和损坏，设计时应注意以下几点：

1）。 O型圈安装槽的同心度应从便于加工和不变形两个方面考虑。

2）。 O型圈的截面尺寸应均匀，每次安装时应将润滑油或润滑脂充分涂抹到密封区域。有时也可采用浸有润滑油的毡环式注油器。

3）。增加O 形圈的横截面直径。动密封用O型圈的截面直径一般应大于静密封用O型圈；另外，O型圈应避免用作大直径活塞的密封。

4).当低压下发生扭曲损坏时，可采用密封圈来保护挡圈。

5）。降低缸筒和活塞杆的表面粗糙度。

6).使用低摩擦系数的材料制作O型圈。

7). O型圈可以用不易变形的密封圈代替。

4、磨粒磨损现象

当密封间隙有相对运动时，工作环境中的灰尘、沙子粘附在活塞杆表面，并随着活塞杆的往复运动与油膜一起带入气缸内，成为对O表面的侵入。 -密封环。磨料颗粒会加速O 形圈的磨损，导致其失去密封性能。为了防止这种情况发生，必须在往复密封的延长轴端使用防尘环。

5、滑动面对O型圈的影响

滑动面的粗糙度是影响O型圈表面摩擦磨损的直接因素。一般来说，表面光滑时摩擦磨损较小，因此滑动表面的粗糙度值往往很低（Ra0.2~0.050m）。但试验表明，表面粗糙度过低（Ra小于0.050m）会对摩擦磨损产生不利影响。这是因为微小的表面不规则性维持了必要的润滑膜。因此选择合适的表面要求。

滑动面的材质也会影响O型圈的寿命。滑动面材料越硬，耐磨性越高，保持光滑的能力越强，O型圈的寿命也越长。这也是液压缸活塞杆表面镀铬的重要原因。同理可以说明，相同粗糙度的铜、铝合金滑动面对密封圈的摩擦磨损比钢制滑动面更严重。硬度低压缩大的密封圈不如硬度高压缩小的密封圈。量密封圈经久耐用。

6、O型圈的摩擦及应用

在动密封装置中，摩擦和磨损是影响O型圈损坏的重要因素。磨损程度主要取决于摩擦力的大小。当液体压力较小时，O型圈的摩擦力取决于其预压缩量。当工作流体处于压力下时，摩擦力随着工作压力的增加而增加。当工作压力小于20MPa时，其关系近似线性。当压力大于20MPa时，随着压力的增大，O型圈与金属表面的接触面积逐渐缓慢增大，摩擦力也相应缓慢增大。一般情况下，O型圈的使用寿命会随着液体压力的增加呈近似平方关系减少。

摩擦力的增加导致旋转或往复轴与O型圈之间产生大量的摩擦热。由于大多数O型圈是由橡胶制成的，因此它们的导热性极差。因此，摩擦生热会导致橡胶老化，导致O型圈失效，破坏其密封性能。摩擦还会对O 形圈造成表面损坏，从而减少压缩量。剧烈的摩擦会很快导致O型圈表面损坏并失去其密封性能。气动往复运动密封时，摩擦热也会产生粘连，导致摩擦力进一步增大。

当动密封件低速运动时，摩擦阻力仍然是导致爬行的一个因素，影响部件和系统的性能。因此，摩擦力是运动密封件的重要性能之一。摩擦系数是摩擦特性的评价指标。合成橡胶的摩擦系数较大。由于密封件在运动时通常处于有工作油或润滑剂参与的混合润滑状态，因此摩擦系数一般在0.1以下。摩擦力的大小很大程度上取决于密封部件的表面硬度和表面粗糙度。

7.焦耳热效应

橡胶材料的焦耳热效应是指处于拉伸状态的橡胶受热时发生收缩的现象。安装O型圈时，为了防止其在密封槽中移动和用作往复密封时扭转，一般将其置于一定的拉力下。然而，如果这种安装方法用于旋转运动，则会产生不良结果。已经紧固在转轴上的O型圈由于旋转产生的摩擦热而收缩，从而增大了紧固力。这样，产生摩擦热收缩紧固力增大产生摩擦。热……，如此反复循环，会极大地促进橡胶的老化和磨损。